Iwwerleeën Effizienz a Qualitéit bei der Produktioun vun Nëssmëllech mat Ultraschall
Nëssmëllech a planzlech Mëllechalternative sinn e wuessend Liewensmëttelsegment. Bei der Produktioun vun Nëssmëllech a planzleche Mëllechanalogen hunn d’Ultraschallextraktioun an d’Ultraschallhomogeniséierung grouss Virdeeler géintiwwer konventionellen Technike gewisen. Héichleeschtungsultraschall erhéicht d’Ausbeut, d’Produktstabilitéit, den Närstoffgehalt an d’Gesamteffizienz vun der Veraarbechtung.
Méi héich Ausbeute vun Nëssmëllech mat Héichleeschtungsultraschall
D’Ultraschallextraktioun ass als zouverlässeg an héicheffizient Method bekannt, fir d’Ausbeut u planzlechen Ueleger, Proteinnen, Polysacchariden a Mikronärstoffer ze erhéijen. Dofir gëtt d’Ultraschallbehandlung bei der Produktioun vu planzleche Mëllechersatzprodukter agesat, z. B. aus Mandelen, Cashewnëss, Kokosnëss, Hieselnëss, Kakuetten, Sesam, Soja, Äerdmandelen, Huewer, Räis, Hanf, Ierbessen, Pistazien, Walnëss, Amarant oder Quinoa. D’Réimaterial fir Nëssmëllech an aner planzlech Mëllechalternativen ass dacks deier, a méi héich Extraktiounsausbeuten aus dëse Réimaterialie senken d’Produktiounskäschten a verbesseren d’Produktiounseffizienz.
Industriellen Ultraschallprozessor UIP2000hdT fir d’Homogeniséierung vun Nëssmëllech.
Wéi erhéicht d’Ultraschallextraktioun d’Ausbeut?
D’Aarbechtsprinzip vun der Ultraschallextraktioun ass d’akustesch Kavitatioun. De Mechanismus, duerch deen Ultraschall mat niddreger Frequenz an héijer Intensitéit d’Extraktioun verstäerkt, gëtt haaptsächlech op de Phenomeen vun der akustescher Kavitatioun zeréckgeféiert. Wa Kavitatiounsblosen op der Uewerfläch vum planzleche Material zesummefalen, briechen Erosioun a Sonoporatioun d’Matrix vun de Planzzellen op (wéi bei mazeréierten Nëss, Somkären, Hülsefriichten a Blieder), wat zu der Zerstéierung vun der Zellstruktur an der Fräisetzung vun intrazelluläre Substanze wéi Proteinnen, Lipiden, Polysacchariden, Faseren, Vitaminen, Mineralstoffer a Phytochemikalie féiert. De Massentransport, deen doduerch verstäerkt gëtt, erliichtert d’Fräisetzung vu Molekülle wéi Proteinnen, Lipiden, Polysacchariden a Phytochemikalien.
Duerch Ultraschall erzeugte Schéierkräfte verbesseren d’Andrénge vum Léisungsmëttel an d’Zellmatrix vum planzleche Material respektiv d’Permeabilitéit vun den Zellmembranen. (Beuecht wgl., datt de Begrëff Léisungsmëttel an engem breede Sënn benotzt gëtt an all Flëssegkeet ëmfaasst, z. B. Waasser). Dës Mechanisme vum Héichleeschtungsultraschall si verantwortlech fir déi däitlech Prozessintensivéierung, déi erreecht gëtt, wann d’Ultraschallbehandlung fir d’Extraktioun vu Liewensmëttelprodukter aus planzlechem Réimaterial agesat gëtt. Well d’Ultraschallkavitatioun esou intensiv Kräfte generéiert, bewierkt si en héicheffektiven Zellopbroch an eng héicheffektiv Vermëschung um Makro- a Mikroniveau. Ausserdeem ginn d’Andrénge vum Léisungsmëttel, d’Opléise vu bioaktive Verbindungen an de Massentransport däitlech verbessert. Doduerch ass d’ultraschallënnerstëtzt Extraktioun héichwierksam a liwwert iwwerleeën Extraktausbeute bannent enger kuerzer Prozesszäit.
Verbessert Stabilitéit vun Nëssmëllech mat Ultraschall
D’Ultraschallbehandlung mat héijer Intensitéit an niddreger Frequenz ass eng wierksam an zouverlässeg Method, fir souwuel d’physikalesch Stabilitéit vu Suspensiounen ewéi och d’mikrobiell Stabilitéit vu Liewensmëttelprodukter (z. B. Nëssmëllech an aner Mëllechersatzprodukter) ze verbesseren.
Duerch Ultraschall verbessert physikochemesch Stabilitéit vun Nëssmëllech
Héichleeschtungsultraschall gëtt verbreet fir d’Homogeniséierung an d’Emulgéierung vu Liewensmëttel agesat an ass eng héicheffizient netthermesch Technik, fir héichhomogen a laangfristeg stabil Liewensmëttel hierzestellen. D’Ultraschallhomogeniséierung reduzéiert den Duerchmiesser vun de Fettdrëpsen op eng eenheetlech, ganz kleng Gréisst a verdeelt fest Partikele wéi Stäerkt, Zocker a Fasere gläichméisseg. Doduerch verbessert d’Ultraschallhomogeniséierung déi physikalesch-cheemesch Eegenschafte vun Nossmëllech an anere planzleche Mëllechzorte wesentlech, soudatt eng onerwënscht Phasentrennung verhënnert gëtt.
Lu et al. (2019) ënnersichen d’Auswierkunge vun der Behandlung mat Héichleeschtungsultraschall op Kokosmëllech. D’Ultraschallbehandlung huet d’Partikelgréisst vun der Kokosmëllech reduzéiert an d’Verdeelung vun den Drëpsen a Feststoffer am System homogeniséiert. Am Verglach mat mechanesch emulgéierter Kokosmëllech huet d’Ultraschallbehandlung e signifikanten Effekt op d’Eenheetlechkeet vum Emulsiounssystem gewisen (p < 0,05). Zousätzlech gouf observéiert, datt d’Ultraschallbehandlung d’Akapselung vun Amylose an d’Enzym Amylase an der Grenzflächeschicht gefërdert huet.
Iswarin a Permadi (2012) hunn ënnersicht, wéi d’Ultraschallbehandlung den Drëpsenduerchmiesser vu Mëllechgedrénks op Kokosbasis beaflosst, andeems si verschidde Kombinatioune vun der Ultraschallintensitéit studéiert hunn. D’Ultraschallveraarbechtung huet den Duerchmiesser vun den Drëpse reduzéiert, an d’Gréisstreduktioun huet bei méi héijer Ultraschallintensitéit zougeholl.
Duerch Ultraschall verbessert mikrobiell Stabilitéit vun Nossmëllech
Et ass nogewise ginn, datt d’Ultraschallbehandlung d’mikrobiell Belaaschtung a Mëllechprodukter, Uebstjusen an anere flëssege Liewensmëttel reduzéiert. Dofir gouf d’Ultraschallpasteuriséierung och an de Konservéierungsprozess vu Mëllechalternativen integréiert, fir d’mikrobiell Stabilitéit vun Nossmëllech an anere planzleche Mëllechersatzprodukter ze verbesseren.
Iorio et al. (2019) hunn d’Inaktivéierung vun Escherichia coli O157:H7 a Listeria monocytogenes duerch Ultraschall a Mandelmëllech ënnersicht a konnten noweisen, datt d’Ultraschallpasteuriséierung subletal Schied un de Krankheetserreeger verursaacht, wat zu enger méi laanger Haltbarkeet féiert. Zum Beispill huet d’Ultraschallpasteuriséierung d’Belaaschtung mat E. coli O157:H7 signifikant vu 5,12 op 3,81 log CFU/mL reduzéiert an d’Wuesstemsquot (µmax) erofgesat (vun 1,19 op 0,79 (log CFU/mL)/day).
- Méi héich Ausbezuelen
- Iwwerleeën Qualitéit
- Verbesserten Närstoffprofil
- Physikalesch-cheemesch a mikrobiell Stabiliséierung
- Keen thermeschen Ofbau
- Prozessintensivéierung fir eng méi héich Gesamteffizienz
- Prezيس steierbar Bedéngungen
- Käschteneffizient
Multisonoreactor mat 4x 4kW Ultraschallhomogenisateure fir déi kontinuéierlech Veraarbechtung vun Nossmëllech
Méi héijen Närstoffgehalt duerch d’Extraktioun vun Nossmëllech mat Ultraschall
Mikronärstoffer wéi Vitaminnen, Polyphenolen an Antioxidantë befanne sech an der Zellmatrix vu Planzen. Fir dës Mikronärstoffer effizient fräizesetzen, sinn e kompletten Zellopbroch an eng intensiv Mikrovermëschung tëscht Zellmaterial a Léisungsmëttel néideg. Wéi uewe beschriwwen, ass d’Ultraschallextraktioun ganz effizient beim Opbrieche vun Zellen a beim Fräisetze vu Lipiden, Proteinnen, Polysacchariden, Faseren a sekundäre Planzestoffer aus der Zellmatrix. D’Ultraschallextraktioun ass eng héicheffizient Method, fir déi komplett Quantitéit u sekundäre Planzestoffer aus Planzematerial an engem séieren Extraktiounsprozess ze isoléieren. Den Asaz vun Héichleeschtungsultraschall erzeugt staark Kavitatiounseffekter, Stéierungen / Turbulenzen a Flëssegkeetsstréimunge mat héijer Vitess, déi déi sekundär Planzestoffer aus dem Zellbanneraum erauswäschen. Well d’Ultraschallbehandlung eng netthermesch Extraktiounsmethod ass, gëtt den thermeschen Ofbau vun dëse sensibele Mikronärstoffer bei hirem Asaz verhënnert.
Kinetik vum Gesamtphenolgehalt (ausgedréckt als eq mg Naringenin/g Mandelen) mat an ouni Ultraschallbehandlung beim Asaz vum UIP1000hdT. D’Ultraschallextraktioun huet de Gesamtphenolgehalt ëm 258 % erhéicht.
D’Donnéeë sinn d’Mëttelwäerter ± SD, n = 3. Mat Ultraschall (giel) géintiwwer ouni Ultraschall (orange).
Grafik a Studie: Tabib et al., 2020
Iwwerleeën Effizienz bei der Nossmëllechproduktioun mat Ultraschall
Méi héich Ausbezuelen, e verbessert Nährstoffprofil an eng méi kuerz Veraarbechtungsdauer si just e puer Virdeeler vun der iwwerleeëner Effizienz vun der Veraarbechtung vun Nëssmëllech a Gedrénks ouni Mëllech mat Ultraschall. E niddregen Energieverbrauch, e geréngen Ënnerhaltsbedarf an e 24/7-Betrib si weider Faktoren, déi zu der aussergewéinlecher Gesamteffizienz vun der Ultraschallveraarbechtung bäidroen. D’Héichleeschtungs-Ultraschallhomogenisateure vun Hielscher kënne 24/7 ënner héijer Belaaschtung lafen a grouss Volummen am kontinuéierlechen Duerchflossbetrib verschaffen. D’Ultraschallprozessoren vun Hielscher hunn eng aussergewéinlech Gesamtenergieeffizienz. Hir Robustheet an hire geréngen Ënnerhaltsbedarf halen och d’Betribskäschten niddreg.
Wat d’Fuerschung iwwer d’Ultraschallveraarbechtung vu Liewensmëttel seet
“D’Ultraschalltechnik huet sech am leschte Joerzéngt an engem onbedéngten Ausmooss entwéckelt. Wéinst hire multifunktionellen erwënschten Effekter huet si hir Uwendung an der Uebstjus- a Gedrénksindustrie fonnt. D’Technologie ass bëlleg, einfach, zouverlässeg an ëmweltfrëndlech an héichwierksam bei der Konservéierung vu Jusse mat verbesserte Qualitéitseegenschaften.” (Dolas et al., 2019)
“D’Beschallung ass eng opstriewend Technologie, déi d’Qualitéit vu Liewensmëttel verbesseren an de Verloscht vun Nährstoffer reduzéiere kann.” (Cheok et al., 2013)
Ultraschallprozessoren fir d’industriell Produktioun vun Nëssmëllech
Hielscher Ultrasonics entwéckelt, produzéiert a verkeeft Héichleeschtungssystemer fir d’Ultraschallveraarbechtung vu Liewensmëttel fir déi kontinuéierlech industriell Produktioun vun Nëssmëllech (wéi Cashew-, Mandel-, Hieselnoss-, Walnoss-, Kakuett- a Kokosmëllech) a planzleche Mëllechersatzprodukter (wéi Räis-, Soja-, Spelz-, Huewer-, Sesam-, Leinsamen-, Ierzen- a fermentéiert Äerdmandelmëllech).
D’Ultraschallveraarbechtung vu Liewensmëttel bitt grouss Virdeeler als netthermesch, reng mechanesch Method, déi zu verbesserten Endprodukter féiert, d’Veraarbechtungszäit verkierzt a méi ëmweltfrëndlech ass.
D’Systemer vun Hielscher fir d’Ultraschallveraarbechtung vu Liewensmëttel gi fir villfälteg Uwendungen agesat a stellen eng sécher, zouverlässeg a käschteneffizient Technologie fir d’Produktioun vu qualitativ héichwäertege Liewensmëttel a Gedrénks duer. D’Installatioun an de Betrib vun allen Ultraschallprozessoren vun Hielscher sinn einfach: Si brauche wéineg Plaz a kënnen einfach a bestoend Veraarbechtungsanlagen nogerëscht ginn.
Hielscher Ultrasonics huet laangjäreg Erfarung mat der Uwendung vu Leeschtungsultraschall an der Liewensmëttel- a Gedrénksindustrie souwéi a villen aneren Industrieberäicher. Eis Ultraschallprozessoren si mat einfach ze botzende Sonotroden an Duerchflusszellen (den Deeler a Kontakt mat der Flëssegkeet) ausgestatt, déi op der Plaz gebotzt a steriliséiert kënne ginn (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP). Déi industriell Ultraschallprozessoren vun Hielscher Ultrasonics kënne ganz héich Amplitudë liwweren. Amplitudë vu bis zu 200µm kënnen ouni Weideres kontinuéierlech am 24/7-Betrib gefuer ginn. Héich Amplitudë si wichteg, fir eng homogen Partikelverdeelung z’erreechen a méi resistent Mikroben (z. B. grampositiv Bakterien) z’inaktivéieren. Fir nach méi héich Amplitudë si personaliséiert Ultraschallsonotroden disponibel. All Sonotroden an Ultraschall-Duerchflusszellereaktore kënne bei erhéichten Temperaturen an Drécker bedriwwe ginn, wat eng zouverlässeg Thermo-Mano-Beschallung (Beschallung a Kombinatioun mat erhéichter Temperatur an erhéichtem Drock) an eng héichwierksam Extraktioun a Stabiliséierung erméiglecht.
Modernst Technologie, héich Leeschtung a sophistikéiert Software maachen d’Apparater vun Hielscher Ultrasonics zu zouverlässegen Aarbechtspäerd an Ärer Linn fir d’Extraktioun, d’Homogeniséierung an d’Pasteuriséierung vu Liewensmëttel. Duerch hire klenge Plazbedarf a villfälteg Installatiounsméiglechkeete kënnen d’Ultraschallapparater vun Hielscher einfach a bestoend Produktiounslinnen integréiert oder nogerëscht ginn.
Kontaktéiert eis elo, fir méi iwwer d’Eegenschaften an d’Leeschtungsfäegkeet vun eise Systemer fir Ultraschallextraktioun, Homogeniséierung a Pasteuriséierung gewuer ze ginn. Mir géife gär Är Uwendung mat Iech diskutéieren!
D’Tabell hei ënnendrënner gëtt Iech eng Indikatioun iwwer déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater:
| Chargevolumen | Duerchflussrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500mL | 10 bis 200mL/min | UP100H |
| 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 bis 20L | 0,2 bis 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100L | 2 bis 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 bis 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | méi héich | Verbund vu UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Hielscher Ultrasonics produzéiert héich performant Ultraschallhomogenisateure fir Mëschapplikatiounen, Dispersioun, Emulgéierung an Extraktioun am Labo, am Pilotmoossstaf an am industrielle Moossstaf.
Literatur / Referenzen
- Tabib, Malak, Yang Tao, Christian Ginies, Isabelle Bornard, Njara Rakotomanomana, Adnane Remmal, Farid Chemat (2020): A One-Pot Ultrasound-Assisted Almond Skin Separation/Polyphenols Extraction and its Effects on Structure, Polyphenols, Lipids, and Proteins Quality. Applied Sciences 10, no. 10: 3628.
- Iswarin, S.J.; Permadi, B. (2012): Coconut milk’s fat breaking by means of ultrasound. Int. J. Basic Appl. Sci. 12, 2012. 1–5.
- Maria Clara Iorio, Antonio Bevilacqua, Maria Rosaria Corbo, Daniela Campaniello, Milena Sinigaglia, Clelia Altieri (2019): A case study on the use of ultrasound for the inhibition of Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes in almond milk. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 52, 2019. 477-483.
- Rupali Dolas, Chakkaravarthi Saravanan, Barjinder Pal Kaur (2019): Emergence and era of ultrasonic’s in fruit juice preservation: A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 58, 2019.
- Xu Lu, Jinghao Chen, Mingjing Zheng, Juanjuan Guo, Jingxuan Qi, Yingtong Chen, Song Miao, Baodong Zheng (2019): Effect of high-intensity ultrasound irradiation on the stability and structural features of coconut-grain milk composite systems utilizing maize kernels and starch with different amylose contents. Ultrasonics Sonochemistry Volume 55, 2019. 135-148.
Wëssenswäertes
Produktioun vun Nëssmëllech a planzlechen Ersatzprodukter fir Mëllechprodukter
D’Produktioun vun Nëssmëllech an anere planzleche Gedrénks ouni Mëllechbestanddeeler (z. B. aus Mandelen, Cashewnëss, Kokosnëss, Hieselnëss, Kakuetten, Sesam, Soja, Äerdmandelen, Huewer, Spelz, Räis, Hanf, Ierzen, Leinsamen, Leinsamen, Walnëss) ëmfaasst normalerweis follgend Veraarbechtungsschrëtt: Naassmuelen an Zermuele fir d’Extraktioun, Filtratioun, d’Bäifüge vu Liewensmëttelzousazstoffer an Zutaten, Pasteuriséierung / Steriliséierung, Homogeniséierung an aseptesch Verpakung.
Heefeg benotzt Zousazstoffer si Gummen a Lecithin, déi agesat ginn, fir d’Stabilitéit ze verbesseren, souwéi Salz a Séissstoffer, déi benotzt ginn, fir d’Textur an de Goûtprofil ze veränneren. Planzlech Mëllechersatzprodukter ginn dacks mat Proteinnen, Vitaminnen a Mineralstoffer ugeräichert, fir en ausgeglachenen Nährstoffprofil vum planzleche Gedrénks ouni Mëllechbestanddeeler ze erreechen.
Jee no Aart vum planzleche Mëllechersatzprodukt gëtt eng aner réi Zutat (z. B. Nëss, Kären, Hülsefriichten) als Basis benotzt. Dëse spezifesche Réistoff (z. B. Mandelen, Sojabounen oder Huewer) gëtt mat enger bestëmmter Quantitéit Waasser vermëscht a bei erhéichten Temperaturen an engem Naassmuelprozess gemuel. Wärend dësem erhëtzte Muelprozess gi wäertvoll Planzestoffer wéi Proteinnen, Lipiden, Ballaststoffer a Vitaminnen aus dem Réistoff extrahéiert, wat zäitopwenneg an dacks zimlech ineffizient ass. Well d’Extraktioun onvollstänneg ass, kann en zweeten Extraktiounsschrëtt néideg sinn, fir d’Ausbezuelung un Nëssmëllech oder planzlechem Mëllechersatz ze erhéijen. Wann d’Ultraschallextraktioun an de Muelprozess integréiert gëtt, gëtt d’Extraktioun vu Planzestoffer däitlech verstäerkt a beschleunegt.
Nom Muelen an der Extraktioun gëtt d’Planzemëllech a groussen Zentrifuge vun den extrahéierte Planzefasere getrennt. Fir d’Textur an d’sensoresch Eegenschaften ze verbesseren, kann d’Planzemëllech mat Iessueleg homogeniséiert oder duerch d’Bäifüge vu Gummen verdéckt a mat verschiddenen Zousazstoffer (Vitaminnen, Mineralstoffer) vermëscht ginn. Zum Schluss gëtt se duerch eng Hëtzebehandlung pasteuriséiert an duerno verpaakt.
D’Ultraschallbehandlung kann agesat ginn, fir Gummen an aner Liewensmëttelzousazstoffer homogen am planzleche Gedrénks ze dispergéieren an déi mikrobiell Stabiliséierung duerch Ultraschallpasteuriséierung ze fërderen.
Ausserdeem gëtt d’Ultraschallbehandlung agesat, fir Proteinnen ze extrahéieren an ze modifizéieren, fir héich funktionell Liewensmëttelzousazstoffer an Nahrungsergänzungsmëttel ze gewannen. Liest méi iwwer d’Ultraschallveraarbechtung vu planzleche Proteinnen!
Hielscher Ultrasonics produzéiert héich performant Ultraschallhomogenisateure vun der Labogréisst bis zur industrieller Gréisst.